Análise cinética não-isotérmica da reação eutetóide em ligas do sistema CuAlZr e CuAlNi
| dc.contributor.advisor | Silva, Ricardo Alexandre Galdino da [UNIFESP] | |
| dc.contributor.advisor-co | Silva, Leandro Santos da [UNIFESP] | |
| dc.contributor.advisor-coLattes | http://lattes.cnpq.br/1740391415051915 | |
| dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/6350523822780669 | |
| dc.contributor.author | Oliveira, Larissa Maurilio de [UNIFESP] | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/0949241511763293 | |
| dc.coverage.spatial | Diadema | |
| dc.date.accessioned | 2024-06-27T12:48:26Z | |
| dc.date.available | 2024-06-27T12:48:26Z | |
| dc.date.issued | 2024-06-04 | |
| dc.description.abstract | Ligas metálicas são materiais formados por dois ou mais elementos, nos quais o elemento majoritário é obrigatoriamente um metal. Sabe-se que o sistema binário Cu-Al possui diversas transformações de fase e seu baixo custo e facilidade de produção tornam a liga ainda mais interessante. Além disso, as ligas do sistema Cu-Al podem apresentar diferentes tipos de transformações de fase, dependendo da composição e do tratamento térmico. A adição de outros elementos na liga também pode causar mudanças na temperatura das reações em fase sólida e propriedades do material. Neste trabalho, aspectos cinéticos da reação eutetóide nas ligas Cu75,0Al25,0, Cu74,5Al25,0Zr0,5, Cu73,0Al25,0Zr2,0, Cu72,0Al25,0Zr3,0 e Cu72,0Al25,0Ni3,0 foram estudados utilizando-se cinética não-isotérmica e as técnicas de calorimetria exploratória diferencial (DSC), microscopia óptica e difratometria de raio X A caracterização dos materiais inicialmente recozidos indicou a presença das fases γ1 e α nas ligas estudadas e a presença das fases β1’ e γ1 no caso das ligas submetidas a têmpera. Foi possível também observar a formação de precipitados contendo Zr nas ligas ternárias com adição desse elemento, indicando sua baixa miscibilidade no sistema. Os espectros de dispersão de energias de raios X mostraram a formação de solução sólida na liga contendo Ni, fator esperado devido à sua similaridade de tamanho, estrutura e eletronegatividade com o Cu. Além disso, as curvas DSC apresentaram um evento no intervalo de temperaturas de 835 K a 865 K, correspondente à transformação eutetóide reversa (α + γ1 → β). Com o aumento da razão de aquecimento os picos foram deslocados para temperaturas mais elevadas e apresentaram uma variação em sua intensidade e largura. A análise cinética indica que a reação ocorre em mais de uma etapa e o processo corresponde a uma transformação autocatalítica. A adição do terceiro elemento de liga não alterou o perfil da curva de energia de ativação isoconversional (Ey)em função do grau de conversão, mas é possível observar modificações nos valores de Ey em concentrações maiores de Zr e na presença do Ni. A adição de Ni aumentou consideravelmente a energia de ativação em relação à liga binária, podendo ser explicado devido a estabilização de fases e dificuldade de movimentação dos átomos. Já o Zr proporcionou uma pequena queda na energia de ativação em relação à liga binária por ser um bom agente nucleante e facilitar a mobilidade dos átomos. | |
| dc.description.abstract | Alloys are materials made up of two or more elements, in which the major element must be a metal. The Cu-Al binary system is known to have several phase transformations, its low cost and ease of production make the alloy even more interesting. In addition, Cu-Al alloys can show different types of phase transformations, depending on the composition and heat treatment. The addition of other elements to the alloy can also cause changes in the temperature of solid phase reactions and material properties. In this study, kinetic aspects of the eutectoid reaction in the Cu75.0Al25.0, Cu74.5Al25.0Zr0.5, Cu74.5Al25.0Zr2.0, Cu74.5Al25.0Zr3.0, and Cu74.5Al25.0Ni3.0 alloys were studied using non-isothermal kinetics and differential scanning calorimetry (DSC), optical microscopy and X-ray diffractometry techniques were used. The characterization of the annealed materials indicated the presence of the γ1 and α phases in the studied alloys and the presence of the β1' and γ1 phases in the quenched samples. It was also possible to observe the formation of precipitates containing Zr in the ternary alloys, indicating its low miscibility in the system. The X-ray energy dispersion spectra showed the formation of a solid solution in the Ni-containing alloy, which was expected due to its similarity in size, structure, and electronegativity to Cu. In addition, the DSC curves showed an event in the temperature range from 835 K to 865 K, corresponding to the reverse eutectoid transformation (α + γ1 → β). As the heating rate increased, the peaks were shifted to higher temperatures and showed intensity and width changes. The kinetic analysis indicates that the reaction occurs in multiple steps and the process corresponds to an autocatalytic transformation. The addition of the third alloying element did not alter the isoconversional activation energy (Ey) profile, but it is possible to observe changes in the Ey values at higher Zr concentrations and in the presence of Ni. The Ni addition considerably increased the isoconversional activation energy compared to the binary alloy, which can be explained by the stabilization of phases and the difficulty of atoms to diffuse. Zr, on the other hand, caused a small drop in the activation energy compared to the binary alloy because it is a good nucleating agent and facilitates atom diffusion. | |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | |
| dc.description.sponsorshipID | FAPESP: 2022/04262-9 | |
| dc.emailadvisor.custom | galdino.ricardo@unifesp.br | |
| dc.format.extent | 58 f. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11600/71271 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Paulo | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/restrictedAccess | |
| dc.subject | Cinética | |
| dc.subject | Ligas metálicas | |
| dc.subject | Reação eutetóide | |
| dc.subject | Sistema Cu-Al | |
| dc.subject | Kinetics | |
| dc.subject | Alloys | |
| dc.subject | Eutectoid reaction | |
| dc.subject | Cu-Al system | |
| dc.title | Análise cinética não-isotérmica da reação eutetóide em ligas do sistema CuAlZr e CuAlNi | |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis | |
| unifesp.campus | Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas (ICAQF) | |
| unifesp.graduacao | Química Industrial |